Effects of tree cutting on plant and animal communities in forest canopy: implication from old-growth Yakusugi forest in Yakushima Island

本研究の目的は、世界遺産に登録されている屋久島のヤクスギ林を対象として、林冠生態系の生物多様性の特徴とそれが維持されるのに必要な物質の動態を調査し、これらが森林伐採などの人為的攪乱によってどのように変化するのかを明らかにすることである。具体的には、樹齢1000年を超える老齢のヤクスギ5個体と、樹齢300年程度の比較的若齢のヤクスギ4個体を対象として、林冠に堆積したリター由来の土壌と、地表に堆積した土壌から土壌動物を抽出し、メタゲノム解析を行って、林冠部の無脊椎動物の多様性の特徴を明らかにすることを目的としている。新型コロナウイルスの感染拡大により、当初計画したとおりに研究を進めることが困難であったが、2022年度は現地調査とサンプルの分析を行うことができた。その結果、全体で30目・180科以上の陸生無脊椎動物を検出することができた。また、老齢木の林冠土壌は、若齢木よりも検出分群群数が多い傾向にあった。これは、老齢木のほうが、林冠に厚く土壌が堆積しており、より多くの土壌動物が生息可能であるためと考えられた。また、林冠土壌から検出された無脊椎動物の多様性（科数や目数）は、地表の土壌サンプルから得たものとほぼ同程度であった。検出リード数が多かった分類群は、トビムシ類、ダニ類、ハエ類などであった。検出された分類群の組成を比較してみると、林冠と地表とでは明瞭に異なっていた。これらのことから、林冠土壌には、地表土壌とは異なる豊かな多様性が存在していることが明らかにされた。本研究で用いたメタゲノム解析は、一定の網羅性をもって生物多様性の情報を取得するのに有効である。しかし、プライマーの種類などによって、PCR増幅にバイアスがかかったり、DNA情報の蓄積があまりない生物は検出しづらいという課題が存在する。これらについては、形態の観察など、別の手法によって克服していくことがのぞまれる。

本研究の目的は、世界遺産に登録されている屋久島のヤクスギ林を対象として、林冠生態系の生物多様性の特徴とそれが維持されるのに必要な物質の動態を調査し、これらが森林伐採などの人為的攪乱によってどのように変化するのかを明らかにすることである。具体的には、樹齢1000年を超える老齢のヤクスギ5個体と、樹齢300年程度の比較的若齢のヤクスギ4個体を対象として、林冠に堆積したリター由来の土壌と、地表に堆積した土壌から土壌動物を抽出し、メタゲノム解析を行って、林冠部の無脊椎動物の多様性の特徴を明らかにすることを目的としている。新型コロナウイルスの感染拡大により、当初計画したとおりに研究を進めることが困難であったが、2022年度は現地調査とサンプルの分析を行うことができた。その結果、全体で30目・180科以上の陸生無脊椎動物を検出することができた。また、老齢木の林冠土壌は、若齢木よりも検出分群群数が多い傾向にあった。これは、老齢木のほうが、林冠に厚く土壌が堆積しており、より多くの土壌動物が生息可能であるためと考えられた。また、林冠土壌から検出された無脊椎動物の多様性（科数や目数）は、地表の土壌サンプルから得たものとほぼ同程度であった。検出リード数が多かった分類群は、トビムシ類、ダニ類、ハエ類などであった。検出された分類群の組成を比較してみると、林冠と地表とでは明瞭に異なっていた。これらのことから、林冠土壌には、地表土壌とは異なる豊かな多様性が存在していることが明らかにされた。本研究で用いたメタゲノム解析は、一定の網羅性をもって生物多様性の情報を取得するのに有効である。しかし、プライマーの種類などによって、PCR増幅にバイアスがかかったり、DNA情報の蓄積があまりない生物は検出しづらいという課題が存在する。これらについては、形態の観察など、別の手法によって克服していくことがのぞまれる。